In der Stahlindustrie müssen Wälzlager oft unter Bedingungen arbeiten, bei denen Metallpartikel oder Ablagerungen die Schmierung verunreinigen. Diese Verunreinigungen können Eindrücke in den Wälzoberflächen der Lager verursachen. Beim erneuten Überrollen kommt es im Bereich dieser Eindrücke zu Spannungen, die schließlich in Risse und Oberflächenabplatzungen münden können.

Lebensdauer verdoppelt

Der Lagerspezialist NSK hat gezeigt, dass ein hoher Restaustenitgehalt ein wirksames Mittel ist, um die Spannungskonzentration um die Aufwerfungen der Eindrücke herum zu verringern und die Lebensdauer der Lager zu verlängern. Ausgehend von dieser Erkenntnis haben NSK-Werkstoffexperten die „TF“-Technologie entwickelt: ein Wärmebehandlungsverfahren zur Optimierung des Restaustenitgehalts in Wälzlagerwerkstoffen. Weil Austenit selbst jedoch eine weiche Mikrostruktur aufweist, musste zudem ein Verfahren entwickelt werden, um den Durchmesser der Karbid- und Karbonitridpartikel im Vergleich zu den Partikeln in standardmäßig aufgekohlten Wälzlagern zu verringern. So können gleichzeitig ein höherer Restaustenitgehalt und ein hoher Härtegrad erreicht werden.

Der Werkstoff „Super Tough“ (Super-TF) weist eine besondere chemische Zusammensetzung auf, die aus dem speziellen Wärmebehandlungsverfahren resultiert und eine lange Lebensdauer bietet. Dass bei einer Verwendung von Super-TF-Material die dynamische Tragzahl von Wälzlagern um 23 % verbessert werden kann, wird von DNV bestätigt. Diese Steigerung entspricht einer Verdopplung der Ermüdungslebensdauer im Vergleich zu Lagern aus Standardstahl. Der Werkstoff eignet sich aber nicht nur für Einsätze unter hohen mechanischen Belastungen, wie sie in vielen Stahlwerksanwendungen üblich sind, er reduziert auch nachweislich das Risiko, dass es durch verunreinigte Schmiermittel zu Pittingbildung an der Oberfläche der Lagerlaufbahnen kommt.

Wartungsintervall deutlich verlängert

Zu den Anwendern, die diese Eigenschaften bestätigen können, gehört ein Kaltwalzwerk, bei dem alle drei bis vier Monate Pendelrollenlager vom Typ „24040“ im Rollgang ausfielen. Im Rahmen des AIP-Programms analysierten NSK-Ingenieure die ausgefallenen Lager wie auch Fettproben. Sie stellten fest, dass die stark verschmutzte Umgebung – konkret: das Eindringen von Schmutz in die Lager – Ursache für die frühzeitigen Lagerausfälle war.

NSK empfahl daraufhin den Austausch der Lager gegen Super-TF-Pendelrollenlager, die widerstandsfähiger gegenüber verunreinigtem Schmierstoff sind. Nach einem viermonatigen Testlauf schickte das Stahlwerk die Lager zur Überprüfung an das NSK-Labor. Eine Röntgenanalyse ergab eine zu erwartende Restlebensdauer von 29 bis 50 Monaten, was auf die hohe Verschleißfestigkeit der Super-TF-Lager zurückzuführen ist. Seitdem tauscht das Stahlwerk die Pendelrollenlager im Kaltwalzwerk nur noch einmal pro Jahr im Rahmen der planmäßigen Wartung aus. Dies führte zu erheblichen Einsparungen durch verringerten Bedarf an Ersatzlagern sowie verminderte Ausfallzeiten und Wartungskosten.

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